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レーザ発振器のもつ条件とアプリケーションの関連性,レーザ発振器の選定方法

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レーザ加工について

レーザ発振器の選び方

『レーザ加工の難しさ』でレーザ加工工法の3大重要要素をご説明しました。

ここでは、その3大要素のひとつであるレーザ発振器(レーザの特性)について、レーザ発振器が持つ条件を考慮に入れ、レーザ発振器の選定方法をご説明します。

1.レーザ発振器がもつ条件

レーザ加工におけるアプリケーションのすべてに言えることですが、レーザ加工を検討する際に最初に検討しなければならないのがレーザ発振器です。

レーザ発振器の選定における条件には、波長、出力、パルス幅、発振モード(連続波、パルス波)があります。これらの条件から、アプリケーションの条件を満たすためのレーザ発振器の条件を導出する必要があります。

@ 出力(W)
出力

レーザ光の出力が高いほど、

 @ 加工速度が向上
 A 加工深さが深くなる
 B ビーム分岐が可能
 C 発振器の価格が向上
 D 製品サイズが大きくなる  など
A 発振モード(連続波/パルス波)
発振モード(連続波)

【連続発振の特徴】

 @ 出力値を連続して発振
 A 加工は熱加工になる
 B 高出力を得やすい
 C 溶接や切断に多く使用されている
発振モード(パルス波)

【パルス発振の特徴】

 @ 出力値をパルス状に発振
 A 熱的影響を抑えた加工ができる
 B 繰返周波数やパルス幅との関係で加工条件を
    導出する必要がある
 C 微細加工など熱的影響を回避する加工に向いて
    いる
B パルス幅(S)
パルス幅

【パルス幅の加工への影響】

パルス幅とは、パルスレーザから発振された1パルスあたりの時間幅のこと。

 @ パルス幅が短いほど熱影響が少ないが
    加工量が少ない。
 A パルス幅が長いほど熱影響が出やすいが
    加工量が多い。
C 波長(nm)
波長
【波長と加工の関係】

波長が長い赤外線レーザ加工は、熱的な要素が大きく熱加工が支配的である。
これに対し、波長が短い紫外線レーザ加工は、アブレーション加工とも呼ばれ、非熱加工が支配的である。

以上を踏まえて、レーザ発振器の選定方法をみていきます。

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